Фамилия Сергенюк — яркий пример украинской модели фамильного образования. Её основа, корень «Серген-», восходит к крестильному имени Сергей (от римского родового Sergius). В украинском языке имя Сергей приобрело народную форму Сергiй, а от неё через патронимический суффикс -енк- (указывающий на «сына» или «потомка») и образовалась фамилия Сергенюк. Суффикс -юк — это фонетический вариант того же -енк-, характерный для западных регионов Украины (Волынь, Подолье, Галичина). Таким образом, Сергенюк буквально означает «сын Сергия» или «потомок Сергея».

Интересно, что в отличие от распространённой модели на -енко (Сергеенко), вариант с -юк встречается реже и чётко маркирует носителя как выходца из западных или центральных областей Украины. В польском языке, который долго влиял на эти территории, суффикс -uk также типичен для фамилий, но в данном случае происхождение чисто украинское.

Фамилия не документирована в древних боярских или дворянских списках — она относится к поздней, народной волне фамилий, которые закрепились за крестьянами и казаками в XVII–XIX веках. Её носители, скорее всего, были простыми людьми, потомками некоего Сергия, прозванного в быту Сергеном. Споров о происхождении корня нет: это однозначно антропоним, а не прозвище от ремесла или места. Если и существует альтернативная версия (от тюркского или греческого слова), она лишена оснований, так как фонетика и суффикс целиком укладываются в славянскую ономастику.

Географически фамилия сегодня встречается преимущественно в западной Украине, а также среди потомков эмигрантов в Канаде и США. В России Сергенюки редки — это почти всегда следствие переселения или смешанных браков.